现代科学技术导论空间技术课件.ppt

空间技术：空间技术： 是研究和解决航天器进入太是研究和解决航天器进入太空并在太空正常运行、可靠工作，并空并在太空正常运行、可靠工作，并以此研究发生在宇宙空间的物理、化以此研究发生在宇宙空间的物理、化学和生物等自然现象，探索研究太空学和生物等自然现象，探索研究太空环境、开发利用太空资源的综合性工环境、开发利用太空资源的综合性工程技术概 念航天技术：航天技术：指地球大气层以外、太阳系以指地球大气层以外、太阳系以内的空间活动内的空间活动航宇技术：航宇技术：指超出太阳系以外的空间活指超出太阳系以外的空间活空间技术：空间技术：包括了航天技术和航宇技术包括了航天技术和航宇技术空间技术——航天技术 因为人类主要还是在太阳系内从事活动，所以因为人类主要还是在太阳系内从事活动，所以现如今人们把航天技术和空间技术视为同义词现如今人们把航天技术和空间技术视为同义词目的：目的：利用空间飞行器作为手段来研究利用空间飞行器作为手段来研究发生在空间的物理、化学和生物等自然发生在空间的物理、化学和生物等自然现象 空间技术的特点：1 1、、是高度综合的现代科学技术是高度综合的现代科学技术，它是许多科技最新，它是许多科技最新成就的集成，其中包括喷气技术、电子技术、自成就的集成，其中包括喷气技术、电子技术、自动化技术、遥感技术、数学、物理、化学等等。

动化技术、遥感技术、数学、物理、化学等等2 2、、是对国家现代化、社会进步具有宏观作用的科学是对国家现代化、社会进步具有宏观作用的科学技术技术例如，通过卫星使电视网络覆盖全国及至例如，通过卫星使电视网络覆盖全国及至全球；气象卫星可以进行全球天气预报，包括长全球；气象卫星可以进行全球天气预报，包括长期天气预报；这许多都是常规手段无法做到的期天气预报；这许多都是常规手段无法做到的3 3、、空间活动是空间活动是高投入、高效益、高风险高投入、高效益、高风险的事业尽的事业尽管风险很大，但是空间技术的发展对人类的贡献管风险很大，但是空间技术的发展对人类的贡献是巨大的，因此它必将持续发展是巨大的，因此它必将持续发展空间技术的意义：1 1、、在经济上在经济上，太空活动具有很高的经济和社会效益，太空活动具有很高的经济和社会效益. .2 2、、在军事上在军事上，许多军事专家认为谁占有空间优势，，许多军事专家认为谁占有空间优势，谁就具有军事战略优势航天技术的继续发展，对谁就具有军事战略优势航天技术的继续发展，对军事的影响将是革命性的军事的影响将是革命性的3 3、、在科学技术上在科学技术上，空间活动带动和促进了众多学科，空间活动带动和促进了众多学科的发展。

如自动控制技术的发展如自动控制技术，，对生命科学、宇宙的形对生命科学、宇宙的形成和发展等成和发展等4 4、、在政治上在政治上，空间技术极大地提高国家在综合国力，空间技术极大地提高国家在综合国力及其在国际活动中的地位，国际上讨论的许多重大及其在国际活动中的地位，国际上讨论的许多重大问题都与空间有关，世界大国首脑会谈也离不开这问题都与空间有关，世界大国首脑会谈也离不开这个问题空间技术（航天技术）的组成部分： 由由运载器技术运载器技术、、航航天器技术天器技术和和航天测航天测控技术控技术三大部分组三大部分组成空间资源 是空间环境中能够为人类开发利用、获得经济和其他是空间环境中能够为人类开发利用、获得经济和其他效益的物质或非物质资源的总称，目前已经探明可资利用效益的物质或非物质资源的总称，目前已经探明可资利用的空间资源主要有高远位置、微重力、高真空、无污染、的空间资源主要有高远位置、微重力、高真空、无污染、太阳能和其他丰富的物质资源，概括起来太阳能和其他丰富的物质资源，概括起来包括轨道资源、包括轨道资源、环境资源和天体矿物资源环境资源和天体矿物资源现代宇航之父齐奥尔科夫斯基 他在他在18831883年年《《自由空间自由空间》》论文中便提出了宇宙飞船的论文中便提出了宇宙飞船的运动必须利用喷气推进原理。

运动必须利用喷气推进原理 19031903年，他发表了年，他发表了《《利利用喷气工具研究宇宙空间用喷气工具研究宇宙空间》》的论文，的论文，深入论证了喷气工具用于星际航行深入论证了喷气工具用于星际航行的可行性的可行性 地球是人类的摇蓝篮，但是地球是人类的摇蓝篮，但是人不能永远生活在摇篮里人不能永远生活在摇篮里 火箭的构造火箭的构造主要是由主要是由1、箭体结构、箭体结构(安装、连接、储存安装、连接、储存)2、推进结构、推进结构(提供动力提供动力)3、制导结构、制导结构(实时测量和控制飞实时测量和控制飞行行)这三大部分组成这三大部分组成火箭飞行的原理利用喷气的反作用力作为推力的飞行器利用喷气的反作用力作为推力的飞行器 1970 1970年年4 4月月2424日长征日长征1 1号运载火箭诞生，首次号运载火箭诞生，首次发射东方红发射东方红1 1号卫星成功号卫星成功 中国航天技术迈出了重中国航天技术迈出了重要的一步要的一步我国的火箭技术必将跃上新台阶航天器技术航天器技术航天器航天器( (亦称空间飞行器、太空飞行器亦称空间飞行器、太空飞行器) )：： 是飞向宇宙空间或在宇宙空间飞行的所有装置是飞向宇宙空间或在宇宙空间飞行的所有装置的统称。

的统称航天器的分类 航天器具有多种分类方法，即可以按照其轨道性质、科技特点、质量大小、应用领域进行分类按照应用领域进行分类是使用最广泛的航天器分类法按按是否载人是否载人分类分类无人航天器无人航天器载人航天器载人航天器航天器航天器人造地球卫星、空间探测器和货运飞船载人飞船、空间站和航天飞机、空天飞机按照按照应用领域应用领域分类分类航天器航天器军用航天器民用航天器军民两用航天器按按原理原理分类分类近地轨道宇宙飞行器近地轨道宇宙飞行器行星际宇宙飞行器行星际宇宙飞行器航天器在地球引力作用范围内，围绕地球作轨道在地球引力作用范围内，围绕地球作轨道运动如人造地球卫星如人造地球卫星飞出地球引力作用范围，进入太阳、其飞出地球引力作用范围，进入太阳、其他行星或其天然卫星的引力范围如他行星或其天然卫星的引力范围如行行星际探测器等星际探测器等载人航天器与人造卫星等不载人航天器的主要区别：1、具有保障人生存的生命保障功能，舱内有适合人生存的大气压和大气成分，有适合的温度和湿度，并提供饮水和食物及生活设施；2、具有人工作所需的操作和实验设备，显示系统及时显示航天器工作状态和实验数据；3、具有天地通信功能，使航天器中的人能够与地面控制中心进行语音通信；4、具有一定的活动空间，使人在其内工作和生活具有一定的舒适性。

人造地球卫星人造地球卫星 人造地球卫星指环绕地球飞行并在空间轨道运行一圈以上的无人航天器简称人造卫星人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器人造地球卫星按用途可分为三大类科学卫星技术试验卫星应用卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星应用卫星是直接为人类服务的卫星，它的种类最多，数量最大，其中包括：通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星、截击卫星等宇宙飞船（又称载人飞船） 指保障航天员在太空执行航天任务，并能使指保障航天员在太空执行航天任务，并能使航天员座舱沿弹道式路径返回地面垂直着陆的航天器航天员座舱沿弹道式路径返回地面垂直着陆的航天器 中国载人航天 20032003年年1010月月1515日，中日，中国第一艘载人飞船国第一艘载人飞船““神舟神舟五号五号””成功发射中国首成功发射中国首位航天员杨利伟成为浩瀚位航天员杨利伟成为浩瀚太空的第一位中国访客太空的第一位中国访客中国首位航天员进太空航天员出舱在太空行走 2 2008008年年9 9月月2525日，中国第三日，中国第三艘载人飞船艘载人飞船““神舟七号神舟七号””成功成功发射，三名航天员发射，三名航天员翟志刚、刘翟志刚、刘伯明、景海鹏伯明、景海鹏顺利升空。

主要顺利升空主要任务是实施中国航天员首次空任务是实施中国航天员首次空间出舱活动，同时开展卫星伴间出舱活动，同时开展卫星伴飞、卫星数据中继等空间科学飞、卫星数据中继等空间科学和技术试验和技术试验 神舟九号飞船于神舟九号飞船于20122012年年6 6月月1616日日1818时时3737分成分成功发射，中国航天员功发射，中国航天员景海鹏、景海鹏、刘旺、刘洋刘旺、刘洋将第一次入住将第一次入住““天宫天宫””3333岁的刘洋也成为岁的刘洋也成为中国第一个飞向太空的女性中国第一个飞向太空的女性重大意义1 1、、载人航天事业是人类历史上最为复杂的系统工程之一，载人航天事业是人类历史上最为复杂的系统工程之一，它的发展它的发展取决于整个科技水平的发展取决于整个科技水平的发展2 2、、发展载人航天是当今发展载人航天是当今各国综合国力的直接体现各国综合国力的直接体现3 3、、在地球资源日渐枯竭的未来，在地球资源日渐枯竭的未来，对太空资源的开发和利用对太空资源的开发和利用就日渐重要就日渐重要4 4、、航天事业是一项航天事业是一项具有国际竞争性具有国际竞争性的事业航天飞机 是可重复使用的、往返于太空、宇宙和地面之间的航是可重复使用的、往返于太空、宇宙和地面之间的航天器，结合了飞机与航天器的性质。

天器，结合了飞机与航天器的性质航天飞机的应用：1 1、、进行空间科学和试验进行空间科学和试验2 2、、运送人员和物资运送人员和物资：： 可把重达数十吨的实验器材运送到太可把重达数十吨的实验器材运送到太空比如，卫星等关于运送人员，航天飞机的空比如，卫星等关于运送人员，航天飞机的标准人员容量是标准人员容量是7 7人，而飞船一般是人，而飞船一般是3 3人3 3、、为在规工作的航天器提供维修为在规工作的航天器提供维修：： 航天飞机可以利用其上的机械臂对故航天飞机可以利用其上的机械臂对故障卫星进行回收，维修后再将其放飞回正常轨道障卫星进行回收，维修后再将其放飞回正常轨道挑战者号升空爆炸 19861986年年1 1月月2828日，日，美国美国““挑战者挑战者””号航天号航天飞机在第飞机在第1010次发射升空次发射升空后，因助推火箭发生事后，因助推火箭发生事故凌空爆炸，舱内故凌空爆炸，舱内7 7名宇名宇航员航员( (包括一名女教师包括一名女教师) )全部遇难全部遇难哥伦比亚号返航解体 美国当地时间美国当地时间20032003年年2 2月月1 1日，载有七名宇航员的美日，载有七名宇航员的美国哥伦比亚号航天飞机在国哥伦比亚号航天飞机在结束了为期结束了为期1616天的太空任天的太空任务之后，返回地球，但在务之后，返回地球，但在着陆前发生意外，航天飞着陆前发生意外，航天飞机解体坠毁。

机解体坠毁空间站空间站 又称航天站、太空站、轨道站又称航天站、太空站、轨道站是一种在近地轨道长时间运行，可供是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器载人航天器空间站的空间站的特点1、、经济性经济性例如，空间站在太空接纳航天员进行实例如，空间站在太空接纳航天员进行实验，可以使载人飞船成为只运送航天员的工具，验，可以使载人飞船成为只运送航天员的工具，从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质所需要的物质2、、能能缩短缩短航天员在太空的航天员在太空的时间时间，，减少消费减少消费，当空间，当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件，站发生故障时可以在太空中维修、换件，延长航延长航天器的寿命天器的寿命增加使用期也能减少航天费用增加使用期也能减少航天费用因为空间站能长期（数个月或数年）的飞行，故保为空间站能长期（数个月或数年）的飞行，故保证了太空科研工作的连续性和深入性，这对研究证了太空科研工作的连续性和深入性，这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用的逐步深化和提高科研质量有重要作用。

航天测控技术航天测控技术 对运行中的航天器（运载火箭、人造地球卫星、宇对运行中的航天器（运载火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和其他空间飞行器）进行跟踪、测量和控制的宙飞船和其他空间飞行器）进行跟踪、测量和控制的大型电子系统大型电子系统谢 谢。